Адл клапан понижения давления (3 видео)

Регулирующая арматура в настоящее время является неотъемлемой составляющей систем водоснабжения, отопления и вентиляции, а также различных технологических линий. И правильный подбор регулирующего клапана для данных систем является важной задачей, так как позволяет получить следующие преимущества:

Повысить эффективность работы предприятий за счет более точного регулирования технологических процессов.
Решить проблемы, связанные с высоким уровнем шума и кавитацией, и, как следствие, — с эрозионным износом клапанов и трубопроводов.
Сократить расходы на техническое обслуживание предприятий.
Повысить безопасность технологических процессов.

Независимо от поставленной задачи, расчет регулирующего клапана сводится к определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора.

Пропускная способность регулирующей арматуры численно характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv. Коэффициент Kv равен расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м 3 через клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа.

В зависимости от типа среды применяются различные расчетные формулы для определения значения Kv, но исходные данные остаются неизменными:

P₁ — давление на входе клапана, бар;
P₂ — давление на выходе клапана, бар;
∆P — перепад давления на клапане, бар;
t₁ — температура среды на входе, o C;
Q — расход для жидкости, м 3 /ч;
Q_N — расход для газов при Н.У., нм 3 /ч;
G — расход для водяного пара, кг/ч;
ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;
p_N — плотность газов при Н.У., кг/нм 3 .

Поскольку при расчете пропускной способности не учитывается ряд факторов, влияющих на работу клапана, для выбора клапана используется коэффициент Kvs, учитывающий запас в 30%.

По рассчитанному значению Kvs подбирается регулирующий клапан с максимально близким бóльшим значением Kvs c учетом рекомендуемого диаметра.

Клапан необходимо выбирать так, чтобы расчетная величина Kvs находилась в интервале между Kvs min и Kvs max клапана. Для клапанов различных производителей значения Kvs min различны. Указанные параметры приведены в технических описаниях оборудования.

Кроме соответствия по пропускной способности, существует ряд параметров, на которые следует обратить внимание при подборе регулирующих клапанов, а именно:

условный диаметр;
условное давление;
вероятность возникновения кавитации;
уровень шума;
отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане.

Содержание

1. Условный диаметр
2. Условное давление
3. Вероятность возникновения кавитации
4. Уровень шума
5. Отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане
АДЛ. Использование регулирующих клапанов для повышения эффективности инженерных систем
🌟 Видео

Видео:Клапан понижения давления Honeywell ( D15 и D17)Скачать

1. Условный диаметр

Регулирующая арматура никогда не подбирается по диаметру трубопровода. Однако диаметр трубопровода до и после клапана необходимо рассчитывать для подбора обвязки регулирующих клапанов. Так как регулирующий клапан подбирается по величине Kvs, часто условный диаметр клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен, особенно при большом перепаде на клапане. В этом случае допускается выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на одну-две ступени. При большей разнице рекомендуется использовать клапаны с пониженной пропускной способностью Kvs. Данное решение позволяет снизить стоимость оборудования, а также при таком подборе оборудование оказывается более компактным по габаритам и массе.

w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;
d — диаметр трубопровода, м.

Видео:Вебинар. АДЛ: «Регулирующая арматура непрямого действия», часть IIСкачать

2. Условное давление

Условное давление Р_у является единственным параметром для изготовляемой арматуры, гарантирующим ее прочность и учитывающим как рабочее давление, так и рабочую температуру. Условное давление соответствует допустимому рабочему давлению для данного вида арматуры при нормальной температуре (20 о С). При повышении температуры механические свойства конструкционных материалов ухудшаются, поэтому для арматуры с высокой рабочей температурой допустимые рабочие давления ниже, чем условные. Это снижение зависит от материала деталей арматуры и температурной зависимости прочностных свойств этого материала. Чем выше рабочая температура, тем ниже максимальное рабочее давление при одном и том же значении условного давления.

Ниже приведены таблицы зависимости максимального рабочего давления в зависимости от температуры для различных материалов исполнения:

Видео:Редуктор давленияСкачать

3. Вероятность возникновения кавитации

Одной из серьезных проблем, возникающих при применении запорной и регулирующей арматуры, является возникновение кавитации. Особенно сильно этот эффект проявляется при использовании регуляторов, понижающих давление «после себя» — редукционных клапанов.

Кавитация — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, что в свою очередь приводит к преждевременному износу элементов регулирующей арматуры.

Для проверки возможности появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула:

P₁ – давление на входе клапана, бар;
∆P – перепад давления на клапане, бар.

Видео:Редуктор давленияСкачать

4. Уровень шума

При выборе регулятора давления необходимо учитывать явления, связанные с шумом работающего регулятора. Возникновение шумов вызвано газодинамическими колебательными процессами у регулирующих органов и стенок регуляторов. При совпадении частоты колебаний амплитуда колебаний клапана может резко возрасти, что приведет к износу и разрушению клапана, а также к сильной вибрации регулятора.

Главной причиной повышенного шума является повышенная скорость среды в выбранном трубопроводе относительно рекомендуемой. Фактическая скорость среды может быть рассчитана по формуле:

w – скорость потока среды, м/c;
Q – рабочий объемный расход среды м 3 /ч;
d – диаметр трубопровода, м.

Ниже приведены рекомендуемые скорости сред для снижения риска появления критического уровня шума:

Одним из способов снижения уровня шума в системах, помимо использования клапанов специальной конструкции, является применение гибких вставок (виброкомпенсаторов) на участках до и после клапана.

Видео:Предохранительные водяные клапаны, клапан для аварийного сброса давленияСкачать

5. Отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане

Для некоторых редукционных клапанов ограничено отношение входного давления к выходному. Входное давление, воздействуя на плунжер редукционного клапана, стремится его открыть. Выходное давление воздействует на мембрану (или другой управляющий элемент) клапана, стремясь закрыть клапан. При превышении ограничения по отношению входного и выходного давления клапан не сможет закрыться — и выходное давление будет больше давления настройки. Ограничения по указанному параметру также исключают кавитацию в седле регулирующего клапана.

Выполнение данных указаний при подборе регуляторов позволит значительно улучшить показатели технологических процессов и увеличить срок службы регулирующей арматуры. Примеры расчетов приведены в статье. По вопросам подбора оборудования просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.

Видео:Регулятор давления воды 100 PR для снижения давления и потребления воды.Скачать

АДЛ. Использование регулирующих клапанов для повышения эффективности инженерных систем

Любая техническая система — это совокупность элементов, которые взаимодействуют между собой и окружающим миром. У нее есть определенные задачи и функции, которые она должна выполнять наилучшим образом. Отсюда следует, что одним из важных показателей системы является ее эффективность, которая, в свою очередь, характеризуется надежностью, экономичностью и безопасностью.

Совокупность этих факторов означает, что система не должна производить неблагоприятных воздействий на окружающую среду, персонал и материально-технические ресурсы. Все элементы системы должны работать без отказов в течение всего срока службы, быть ремонтопригодными, и не в ущерб этим условиям себестоимость системы должна быть минимально возможной, чтобы ее эксплуатация была рентабельной.

Рис. 1. Принципиальная схема показателей эффективности технической системы.

В данной статье рассматриваются варианты повышения надежности и экономичности инженерных систем на примере системы водоснабжения.

Любое водопотребление можно представить в виде совокупности расхода воды и ее потерь.

Под расходом обычно подразумевают:

технологический расход;
расход систем пожаротушения;
расход на хозяйственно-бытовые нужды;
нетехнологический расход (дезинфекция, промывка т/п, полив территории и т.п.).

испарение в охладителях, с поверхностей прудов-охладителей и т.п.;
унос воды с продуктами и отходами;
утечки воды, которые делятся на утечки при авариях и повреждениях трубопровода и на «фоновые» утечки — через неплотности соединений.

Рис. 2. Структура водного баланса предприятия.

Международная водная ассоциация провела ряд исследований и разработала методику по снижению «реальных потерь» в системах водоснабжения. Были выделены четыре фактора, которые влияют на величину потерь воды в сетях:

Управление инфраструктурой. Регулярно должны проводиться плановые ремонты, персонал должен быть высококвалифицированным, для строительства и при ремонте сетей должны использоваться качественные материалы и современное оборудование.
Активный поиск утечек.
Скорость и качество проводимого ремонта.
Управление давлением. Причем этот фактор влияет в обе стороны: при возрастании давления в системе растет и объем потерь, при его падении — потери снижаются.

Рис. 3. Факторы, влияющие на величину потерь воды в системе.

Далее рассматривается более конкретно влияние снижения давления на величину утечек воды в системе. Чтобы понять, что происходит при крупных повреждениях труб, необходимо обратиться к графику, приведенному на рисунке 4 слева. Зависимость потерь воды через повреждение трубопровода от времени при постоянном расходе воды в системе представляет собой линию, параллельную оси времени. Соответственно, площадь под этой линией и есть объем потерь. Конечно, активный поиск утечек сократит время их обнаружения, а высокая квалификация персонала и техническая оснащенность позволит уменьшить время реакции и ремонта, что в итоге поспособствует сокращению времени исправления проблемы и приведет к сокращению утечек. Снижение же давления снизит как расход воды через повреждение, так и вероятность возникновения новых повреждений, то есть увеличит надежность системы в целом.

Рис. 4. Графики зависимости потерь воды через крупные повреждения трубопровода и с «фоновыми» утечками.

Как указывалось ранее, существует так же и другой вид утечек — это небольшие «фоновые» утечки воды, на которые чаще всего закрывают глаза, так как их достаточно сложно обнаружить, а затраты на их устранение часто расцениваются как невыгодные в финансовом плане. График потерь при таких утечках представлен на рисунке 4 справа. Зависимость расхода через повреждения от времени имеет все тот же характер, но стоит обратить внимание, что, несмотря на небольшое значение расхода, площадь под графиком может быть существенна, поскольку время существования утечки в данном случае стремится к бесконечности. Отсюда следует, что единственным экономически оправданным средством для снижения потерь воды от «фоновых» утечек является регулирование давления.

На основании проведенных исследований Международная водная ассоциация разработала методы расчета экономического эффекта от снижения давления в системе. Для определения уменьшения утечек воды за счет снижения давления можно применять следующее соотношение:

Соответственно, объем утечек после снижения давления представлен произведением объема утечек до снижения давления (Q 0 ) и отношения давления после снижения утечек (P 1 ) к исходному давлению (P 0 ) в степени N 1 . Значение коэффициента N 1 зависит от свойств трубопровода — его размеров и других характеристик системы — и находится в пределах 0,5 1 Из данного соотношения следует, что снижение давления в системе на 30% приведет к снижению утечек в среднем на 35%. При этом абсолютная величина давления не важна: снижение с 10 до 8 бар даст такой же эффект, как снижение с 2 до 1,6 бар. Для примера ниже определяются объемы утечек через отверстие 5 мм в двух сетях: в первой с давлением 6 бар и второй с давлением 4 бара, а также рассчитаны экономические потери, сопутствующие им. Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1. Объемы утечек через отверстие 5 мм в двух системах с различным давлением и экономические потери, сопутствующие им.

Сопоставив эти результаты, напрашивается вывод, что снизив давление на 2 бара, можно получить годовую финансовую экономию более чем в 140 тысяч рублей на одно отверстие диаметром в 5 мм.

Для снижения давления в современных системах используются различные виды регулирующих клапанов. Если говорить о системе, в которой водопотребление не зависит от давления (например, это может быть водоснабжение обычного жилого района, где потребителю в любое время суток необходим определенный напор воды, независимо от того, сколько других активных или неактивных потребителей также подключены к сети), то можно использовать регулятор давления «после себя — редукционный клапан. В номенклатуре компании АДЛ эта линейка представлена широким рядом моделей — «Гранрег»: КАТ23, КАТ30, КАТ41, КАТ80, КАТ10/01, КАТ10/02, КАТ11/01, КАТ11/02 и т. д.

Рис. 5. Различные виды регуляторов давления «после себя» (редукционных клапанов).

Если же в системе существует некоторая зависимость между объемом водопотребления и давлением в сети (например, подобная ситуация возникает в районе, где помимо жилых домов присутствует и производственный комплекс, для работы которого требуется обеспечение высокого давления и большого расхода), то рекомендуется использовать регулирующий клапан с двумя рабочими точками. Такой тип клапана поддерживает один из двух уровней давления на выходе в зависимости от времени суток, либо от разбора воды.

Также для решения задачи снижения давления подойдут регулирующие клапаны непрямого действия, управляемые электро- или пневмоприводами.

Какой бы тип клапана не был выбран, при его подборе необходимо учитывать параметры системы и условия эксплуатации.

Основными критериями выбора регулирующего клапанов являются:

надежность;
удобство эксплуатации;
минимальные потери давления на полностью открытом клапане;
стабильность регулировки при низких расходах.

Клапаны должны иметь довольно простую конструкцию, быть ремонтопригодными. В водоканалах удобнее использовать клапаны, имеющие вертикальную конструкцию, так как это облегчает их ремонт и обслуживание. Следует избегать клапанов с заниженным проходом, а также тех, которые не обеспечивают стабильность регулирования, в том числе при низких расходах. Последний параметр особенно важен, так как нестабильность работы клапана влечет за собой аварийные ситуации.

К особо опасной аварийной ситуации относится гидравлический удар.

Учитывая все вышеописанное, можно сделать вывод о том, что предотвратить возникновение проблемы всегда гораздо проще и менее затратно, чем устранять ее последствия. Для создания эффективной системы водоснабжения необходимо очень тщательно подходить к выбору оборудования, а так же производить подробные расчеты вероятности возникновения тех или иных проблем. После проведения тщательного анализа подбор требуемой арматуры не составит труда, поскольку в настоящее время существует очень широкий спектр оборудования, способного решить практически любую задачу потребителя. В случае возникновения вопросов по подбору регулирующей арматуры просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.